用於處理複數圖像數據的方法和裝置的製作方法
2023-07-16 09:23:51 3
專利名稱：用於處理複數圖像數據的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在磁共振(MR)數據採集中處理檢查對象的複數圖像數據的一種方法和一種裝置。本發明特別涉及用於處理圖像數據的這樣的方法和裝置，其中MR設備具有多個用於數據採集的拍攝單元、例如通過多個拍攝線圈或線圈陣列的多個片段，其中，利用每個拍攝單元分別在多個回波時間採集複數圖像數據。
背景技術：
MR成像目前具有廣泛的應用，因為其可以拍攝二維或三維圖像數據，所述圖像數據可以以高的解析度反映檢查對象內部的結構。在MR成像中，檢查對象中的氫核的核自旋 在主磁場(Btl)中被對齊並且然後通過入射HF(高頻)脈衝被激勵。激勵的磁化作為時間的函數被檢測，其中通過不同的公知方法實現位置編碼。信號的拍攝在此通常利用正交探測(Quadraturdetektion)來進行,從而信號的相位以及振幅都被探測。在位置頻率空間(k空間)中探測的信號可以相應地作為複數來表示並且藉助傅立葉變換變換到圖像空間，在該圖像空間現在可以位置分辨地確定相位和振幅。在多種成像方法中僅使用複數圖像數據的振幅來建立強度圖。在此棄用相位信息。相位值可以提供有價值的信息，所述信息例如可以在確定脂肪組織或水分量時被使用。一些成像方法使用相位信息。對於這樣的方法的例子包括相位對比度成像和質子共振頻率(PRF)偏移測溫法(Proton Resonance Frequency Shift Thermometry)。在 PRF 位移測溫法中探測在拍攝的相位圖像中的通過質子共振頻率的溫度依賴關係引起的相位偏移。除了具有信息內容的相位偏移，如質子自旋共振頻率的取決於溫度的相位偏移，還存在會導致不期望的相位偏移並且會導致偽影的效應。這樣的不期望的相位偏移的原因例如可以是基本場BO的由設備引起的不均勻性、在檢查對象內部或附近的物體和材料的敏感性、入射的HF脈衝的相位偏移和拍攝序列的時間順序上的錯誤。這樣的相位偏移使得難以將在不同的回波時間情況下拍攝的圖像數據互相比較和/或組合。而且在不同的接收通道中會出現不同的相位偏移，所述相位偏移使得難以將與不同的回波時間和不同的拍攝線圈對應的圖像數據組合。描述了用於組合利用多個拍攝單元採集的複數圖像數據的不同方案。例如參考US6483308B1和參考US7227359B1。在這些方案中對於每個拍攝線圈將利用該拍攝線圈在不同的回波時間情況下採集的圖像數據進行組合。然後在第二步驟中將對於不同的拍攝線圈獲得的組合的圖像進行結合。US7227359B2為此公開了一種基於在圖像數據中的相位梯度的方法。然而這樣的方案容易在結果的圖像中出現偽影，例如奇點，這使得連貫分析困難。對於MR成像方法使用相位信息的其他例子是所謂的Dixon方法。在所述方法中在不同的回波時間情況下採集檢查對象的圖像數據。在此，通常這樣選擇脈衝序列，使得不同的自旋種類的自旋在該回波時間情況下是平行或反平行的，以實現計算的處理。然而，該要求會導致對HF系統及其控制提出高要求。MR數據採集還可以要求不期望的長的持續時間，以採集具有在不同的自旋種類之間的預先給出的相位關係的回波信號。MR數據採集的長的持續時間又提聞運動偽影的危險。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種用於處理複數圖像數據的方法和裝置，其降低前面提到的缺陷中的一些。特別地要實現基於對具有多個自旋種類的檢查對象利用不同的拍攝線圈拍攝的多個圖像數據，簡單確定至少一個MR參數，例如BO不均勻性。按照一個方面，提供一種用於處理檢查對象的複數圖像數據的方法。複數圖像數據在此理解為其圖像點分別還包含相位信息的圖像數據。檢查對象具有至少一個第一自旋種類和與之不同的第二自旋種類。在MR數據採集中利用多個拍攝單元中的每一個在多個回波時間的情況下分別這樣採集複數圖像數據，使得在第一自旋種類和第二自旋種類之間的相位差在至少兩個回波時間情況下是不同的。對於多個圖像點這樣確定至少一個MR參數的值，使得函數滿足極值條件。函數取決於至少一個MR參數和在利用多個拍攝單元在至 少兩個回波時間採集的複數圖像數據中的相應的圖像點。在該方法中基於函數確定至少一個MR參數，該函數取決於在多組複數圖像數據中的相應的圖像點，所述圖像數據與不同的拍攝單元和不同的回波時間對應。以這種方式進行與不同的回波時間和不同的拍攝單元對應的複數圖像數據的同時組合，而無需事先組合在不同的回波時間利用一個拍攝單元採集的圖像數據。由此可以使得多個圖像數據的連貫組合容易。極值條件可以是這樣的，S卩，確定至少一個MR參數的值，對於該值，函數具有至少一個取決於MR參數的局部極值。利用回波時間的給出的選擇，對具有多個自旋種類的檢查對象成像的應用，可以確定參數，如基本場的局部不均勻性或局部的水或脂肪分量。此外，不是一定需要這樣控制數據採集，使得在回波時間情況下不同的自旋種類的進動的自旋總是必須為平行的或反平行的。以這種方式提高了在數據採集時的靈活性。可以減少為了數據採集總共所需的時間。第一自旋種類可以相應於水中的氫核自旋，並且第二自旋種類可以相應於在脂肪組織中的氫核自旋。可以按照Dixon方法組合不同的複數圖像數據。被確定的至少一個MR參數可以包括磁場不均勻性。關於該參數的位置分辨的知識例如可以在相位校正中被採用。附加地或替換地，至少一個MR參數還可以包括將第一和/或第二自旋種類的分量位置分辨地量化的度量。根據該參數可以區分脂肪組織與水。該信息例如允許識別圖像區域，在該圖像區域中只能以小的可靠性進行測溫法。至少一個MR參數還可以包括第一自旋種類的T/時間，即[T2UP /或第二自旋種類的T/時間，即[T2*] 2。為了確定至少一個MR參數可以利用電子計算裝置求解方程組。該方程組可以代表概率分布的極值條件、特別是最大值條件。概率分布可以取決於至少一個MR參數。方程組的方程或多個方程可以是根據採集的複數圖像數據(所述複數圖像數據在最大似然性理論的意義上被認為是最可能的測量值)來確定概率分布所取決於的MR參數。包括了多個方程的方程組可以代表對於在MR數據採集中在多個回波時間的情況下和利用多個拍攝單元採集的圖像點的高斯概率分布的最大值條件。最大值條件可以獨立於拍攝單元的敏感性。在使用貝葉斯統計學的條件下可以確定有效的概率分布，其中將拍攝單元的未知的敏感性邊緣化(marginalisiert)或排除(ausintegriert),使得其不再出現在極值條件中。類似地可以將其他不依賴於回波時間的度量，例如放大係數，從概率分布中消除。方程組可以代表條件
權利要求
1.一種用於處理檢查對象(11)的複數圖像數據(61-63,71-73)的方法，以便位置分辨地確定至少一個MR參數，所述MR參數影響在MR數據採集中所採集的信號，其中所述檢查對象(11)具有至少一個第一自旋種類和與之不同的第二自旋種類，其中在MR數據採集中利用多個拍攝單元(22，23，24，25)的每一個在多個回波時間分別這樣採集複數圖像數據(61-63,71-73)，使得在第一自旋種類和第二自旋種類的進動的自旋之間的相位差在至少兩個回波時間是不同的， 其特徵在於， 對於多個圖像點￠4-66,74-76 ;67，68，77，78)這樣確定所述至少一個MR參數的值，使得取決於該至少一個MR參數和在利用多個拍攝單元(22，23，24，25)在至少兩個回波時間採集的複數圖像數據(61-63,71-73)中的相應圖像點(64-66,74-76 ;67，68，77，78)的函數滿足極值條件。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，對於所述多個圖像點(64-66，74-76;67，68，77，78)，利用電子計算裝置(19)來求解代表了取決於所述至少一個MR參數的概率分布的一個極值條件或多個極值條件的方程組，以便確定所述至少一個MR參數。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述方程組代表了對於在MR數據採集中所採集的複數圖像數據￠1-63,71-73)的概率分布的一個極值條件或多個極值條件，其中，所述極值條件或所述多個極值條件獨立於拍攝單元(22，23，24，25)的敏感性。
4.根據權利要求2或3的方法，其中，所述方程組代表了條件
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述方程組還代表對於從!^[T2I1JT2UP 2中選擇的至少一個度量X1的條件
6.根據權利要求2-5中任一項所述的方法,其中，取決於概率分布(80),評價對於所述至少一個MR參數的所確定的值。
7.根據權利要求2-6中任一項所述的方法，其中，根據概率分布確定所述至少一個MR參數的方差，和/或多個MR參數的協方差。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，為了確定所述至少一個MR參數，利用電子計算裝置(19)對於多個圖像點(64-66,74-76 ;67，68，77，78)分別求解獨立於拍攝單元(22，23，24，25)的敏感性的包括了多個方程的方程組。
9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，為了確定所述至少一個MR參數，確定在利用拍攝單元(22，23，24，25)中的一個在一個回波時間採集的圖像數據(61-63)中的圖像點(64-66 ;67，68)的和利用相同的拍攝單元(22，23，24，25)在另一個回波時間所採集的其他圖像數據(71-73)中的圖像點(74-76 ;77，78)的複數共軛的積。
10.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個複數圖像數據出1-63，71-73)包括 -利用第一拍攝單元(22，24)在第一回波時間所採集的第一複數圖像數據(61)， -利用第一拍攝單元(22，24)在第二回波時間所採集的第二複數圖像數據(71)， -利用第二拍攝單元(23，25)在第一回波時間所採集的第三複數圖像數據(62)，和 -利用第二拍攝單元(23，25)在第二回波時間所採集的第四複數圖像數據(72)， 其中，為了確定所述至少一個MR參數，將在第一複數圖像數據(61)、第二複數圖像數據(71)、第三複數圖像數據(62)和第四複數圖像數據(72)中的圖像點的值同時組合。
11.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，逐圖像點地確定所述至少一個MR參數。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，對於圖像點(64-66,74-76)所述至少一個MR參數的確定獨立於在複數圖像數據(61-63,71-73)中的其他圖像點(67，68，77，78)進行。
13.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，對於至少一個回波時間，在第一自旋種類和第二自旋種類之間的相位差與k* 180°不同，其中k是整數或等於零。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，對於至少一個回波時間，在第一自旋種類和第二自旋種類之間的相位差為+90°或-90。。
15.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，從包括了磁場不均勻性和量化第一和/或第二自旋種類的分量的度量的組中選擇位置分辨地所確定的至少一個MR參數。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述組還包括第一自旋種類的T/時間[T2I1和第二自旋種類的T/時間[T/]2。
17.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一自旋種類相應於水中的氫核自旋並且所述第二自旋種類相應於脂肪組織中的氫核自旋。
18.一種用於MR成像的方法，包括 實施回波序列，以便利用多個拍攝單元在多個回波時間採集多個複數圖像數據，和 按照權利要求1-17中任一項所述的方法處理利用多個拍攝單元和在多個回波時間採集的複數圖像數據。
19.一種用於處理具有第一自旋種類和與之不同的第二自旋種類的檢查對象(11)的複數圖像數據(61-63,71-73)的裝置，其中，所述複數圖像數據(61-63,71-73)是在MR數據採集中利用多個拍攝單元(22，23，24，25)在多個回波時間分別這樣採集的，使得在第一自旋種類和第二自旋種類的進動的自旋之間的相位差在至少兩個回波時間是不同的，其中，所述裝置被構造為，用於位置分辨地確定至少一個MR參數，所述MR參數影響在MR數據採集中所採集的信號， 其中，所述裝置包括 -接口(26)，用於接收複數圖像數據(61-63，71-73)或MR原始數據，從所述MR原始數據中可以確定複數圖像數據(61-63，71-73)，和 -電子計算裝置(19)，其被構造為對於多個圖像點(64-66,74-76 ;67，68，77，78)這樣計算地確定所述至少一個MR參數，使得取決於所述至少一個MR參數和利用多個拍攝單元在至少兩個回波時間採集的複數圖像數據(61- 63,71-73)中的相應的圖像點(64-66，74-76 ;67，68，77，78)的函數滿足極值條件。
20.根據權利要求19所述的裝置，其中該裝置被構造為用於執行按照權利要求2-17中任一項所述的方法。
21.一種用於MR成像的磁共振設備，包括 -控制裝置(18)，用於控制磁共振設備以實施回波成像序列， -多個拍攝單元(22，23，24，25)，特別是多個拍攝線圈或線圈陣列的片段，分別用於採集複數圖像數據(61-63，71-73)，和 -與所述多個拍攝單元(22，23，24，25)耦合的按照權利要求19或20的用於處理利用多個拍攝單元在多個回波時間採集的複數圖像數據(61-63,71-73)的裝置(19，26)。
22.—種電腦程式，該電腦程式可以直接加載到磁共振設備(I)的可編程裝置(19，26)的存儲器中，其中，所述電腦程式包括一系列控制命令，其在通過所述裝置(19，26)運行時使得該裝置(19，26)實施按照權利要求1-18中任一項所述的方法。
全文摘要
在一種方法和裝置中處理具有至少兩種不同的自旋種類的檢查對象的複數圖像數據(61-63，71-73)。在此，位置分辨地確定影響在MR數據採集中採集的信號的至少一個MR參數。在MR數據採集中利用多個拍攝單元的每一個在多個回波時間分別這樣採集複數圖像數據(61-63，71-73)，使得在第一自旋種類和第二自旋種類之間的相位差在至少兩個回波時間是不同的。對於多個圖像點(64-66，74-76；67，68，77，78)這樣確定至少一個MR參數的值，使得取決於至少一個MR參數和在複數圖像數據(61-63，71-73)中的相應圖像點(64-66，74-76；67，68，77，78)的函數滿足極值條件。
文檔編號G01R33/56GK102654569SQ20121004382
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月23日 優先權日2011年3月1日
發明者P.格羅斯 申請人:西門子公司